基于MATLAB-Simulink的半车悬架系统动力学建模及仿真研究.pdf

简介：
本论文利用MATLAB-Simulink工具对半车悬架系统的动力学特性进行建模与仿真分析，旨在优化汽车行驶平顺性和稳定性。 本段落探讨了基于MATLAB Simulink的半车悬架动力学建模与仿真分析方法。研究的核心在于通过构建动力学方程和状态空间模型来评估不同路面激励下悬架系统的性能，并据此优化参数，以提升其适应性和实用性。 悬架系统是车辆的关键组成部分之一，主要功能包括缓冲地面冲击、减少车身振动等，直接影响到乘坐舒适度与操控稳定性。具体而言，它通过隔绝路面对汽车的干扰提高行驶平顺性、确保良好的路面适应能力以及提供优良的操作性能，并且支撑整个汽车的质量。 在建模和仿真阶段，研究首先利用动力学分析将车辆简化为刚体模型（包括车身、车轮及转向轴），悬架则用弹簧与阻尼器来表示。对于一个具有四个自由度的半车模型来说，建立其仿真的数学基础需要依靠这些方程组。借助MATLAB Simulink工具，在不同路面激励条件下（如台阶路和坡路）进行模拟分析。 仿真结果表明，各种路面条件会对悬架性能产生显著影响，这意味着在设计过程中必须充分考虑不同的行驶环境并优化相应参数以改善其整体表现、扩大应用范围及实用性。实际操作中，MATLAB Simulink因其强大的数值计算能力和图形化界面，在工程设计与仿真实验中有广泛应用，特别适合处理动力学建模和控制系统仿真等复杂问题。 此外，文中还介绍了悬架研究领域的新结构及其控制策略。新型悬架系统的设计优化属于一个复杂的控制理论分支，涉及隔绝路面冲击、降低车身加速度、确保轮胎良好接触地面以及减少车身俯仰角加速度等多个方面。然而，由于这些新系统的成本高昂且复杂度高，在汽车市场上的推广和应用尚处于起步阶段，目前大部分轿车仍旧采用传统的被动悬架系统。 本段落通过MATLAB Simulink构建半车悬架动力学模型，并分析了不同路面条件对悬架性能的影响，为后续的优化设计提供了理论依据。同时指出了新型悬架存在的问题以及传统被动悬架在当前市场中的主导地位。